Estructura Química de Las Fibras

RELACIONES ENTRE LA ESTRUCTURA Q U l M l C A Y LAS PROPIEDADES DE LAS FIBRAS ARTIFICIALES Y SINTETICAS (*) Dr. ANDRÉ PARISOT Director del Laboratorio Químico del Instituto Textil d e Francia

1. - INTRODUCCION Antes de iniciar el estudio propiamente dicho de las relaciones entrc la estructura química y las propiedades de las fibras artificiales y sintéticas, conviene dar algunas definiciones para fijar claramente los límites del problema. (Qué entendemos por fibra textil, por estructura química y por prUpiedades textiles? La respuesta precisa a estas tres preguntas permite establecer u n plan de estiidio coherente.

1.1. - FIBRA TEXTIL Las fibras constituyen u n estado morfológico de la materia caracterizado por una m u y elevada longitud en relación con su finura. Mecánicamente, es posible dar tal forma a la materia, cualquiera cjut. sea su naturaleza. Pero sólo en m u y contadas ocasiones se obtiene una substancia con tales cualidades que puedan fabricarse tejidos con butwas propiedades. Así pues, tiene importancia que la Matc,ria posea cierto número de propiedades específicas para que, en forma de fibras, presente las cualidades textiles. El hombre ha sido capaz de elegir, cntrr todas las «fibras» que 1~ ha proporcionado la naturaleza, todas aquellas que se adaptan mejor a las cualidades «textiles». La selección natural ha dejado subsistir las fibras tradicionales: Lana, seda, algodón, lino, yute, esparto, etc., que se ajustan m u y bien a los empleos a los que el hombre soñaba: vestidns, eisos industriales. (*) Texto de l a i contercncias ]>roiiiiiiciadas eri Al>i.ildc 1962 eri la Escucbla Tecnica Siiperior lelado eii e l prOximo iiiiiiicro del Boleliii coi1 otros (lue iticliiirAn los iiomhres coinerciales, propiedades Fisicas g qiiiniicas, etc

Por otra parte, las proteínas (de la lana) están formadas d e poliamidas derivadas de a-aminoácidos.

H2N - CH - COOH

R Los 20 aminoácidos constitutivos que. difieren por la naturaleza del radical R y por la estéreoquímica del átomo de carbono asimétrico, se policondensan e n cadenas como: - HN - CH

- CO

NH - CH - CONH - CH -

I

R1

I

R2

R3

donde los radicales R,, R2, R,, etc... se suceden según una distribución todavía no conocida. Se admite pues, en este caso, que la «causa» está formada por el enlace de átomos:

Es más fácil definir teóricamente el motivo e n los polímeros sintéticos, sobre todo en los polímeros de policondensación o de poliadición. E l origen de la poliamida 6-6 será:

e l de la poliamida 6:

e l del politereftalato d,e glicol:

En el caso de los polímeros de poliadición el verdadero motivo es también conocido teóricamente, «sobre el papel», pero en la práctica, es frecuentemente poco conocido, sobre todo en el caso de los polímeros isoo sindiotácticos, donde solamente la espectrografía X permite percibir la esteroquímica exacta.

2.2.2. - Aduertencias: La clasificación de las fibras por su constitución química permite unas conclusiones en extremo importantes. Desgraciadamente, éstas pueden ser modificadas, algunas veces de manera radical, cuando se estudian, no las substancias puras -o consideradas como talesdel Laboratorio, sino los productos industriales. E n efecto, en este caso, las propiedades de las fibras pueden ser modificadas por la presencia de impurezas, es decir de substancias, en pcqueñas proporciones, añadidas a propósito, o procedentes de diversas causas acciden-tales. Tenemos, en primer lugar, las impurezas de cuerpos intermedios de la síntesis o que aparecen junto a ésta; a continuación unos cuerpos añadidos para bloquear las reacciones de poliadición o de policondensación; a veces, cargas diversas destinadas a modificar bien sea el aspecto general de la fibra (deslustradores, por ejemplo) o a aumentar la resistencia química del polímero frente a ciertos agentes (óxidos metálicos para combatir las degradaciones fotoquímicas), bien para permitir identificar u n producto de marca; y por último, cuerpos adicionales que proceden del medio exterior en el momento de las operaciones de acdbado (aceites de ensimaje, disolventes, agentes precipitantes, etc ...). Estas diversas impurezas hacen que fibras de la misma clase, podrán diferir, en razón de su «origen» teórico, en sus propiedades según se considere su marca comercial, o también para una misma marca, su partida de fabricación. Se concibe así toda la dificultad del problema y la necesidad de proceder mediante grandes analogías

3. - DESCRIPCION D E LAS PROPIEDADES QUE CONFIEREN A L A MATERIA LAS CARACTERISTICAS TEXTILES. Deben considerarse estas propiedades según dos criterios: - las que son necesarias, e indispensables, para que la fibra sea «textil». -- las que hay que investigar para que la fibra sea una «buena» fibra textil. Si las primeras son de orden científico, las segundas son más bien d e orden tecnológico y sólo se investigarán cuand:, las primeras hayan sido conferidas a la materia fibrosa.

3 1. - Propiedades necesarias para que una fbra sea «textil». Conociendo la contextura de los artículos textiles, las propiedades que debe mostrar una fibra para ser calificada de textil son ante todo propiedades mecánicas. Es necesario que la fibra pueda soportar los esfuerzos de estiraje, de flexión, de torsión, de corte, que le serán aplicadas, sin que se rompa.

3.1.1. - Comportamiento de las fibras sometidas a una tracción rectilínea. Esta deformación de la fibra está rrpresentada por la curva carga/ alargamiento que indica como varía la longitud de la fibra, cuando se le aplica una fuerza creciente a una de sus extremidades, permaneciendo la otra fija (fig 1 ) . Se tiene la costumbre de representar en las abscisas los porcentajes 100 . n 1 representando 1 la loride alargamiento de la probeta, es decir -1 gitud inicial de la probeta y 1 su aumento de longitud. E n las ordenadas se puede, o bien representar las fuerzds de tracción (en gp, por ejemplo)) (Curva 1) o representar estas mismas reducidas a la unidad de superficie del corte de la fibra (en kgp por mrn2). (Curva 11) (fig. 2). Esta segunda curva debe ser, en principio, «calculada», pues el corte de l a fibra disminuye constantemente a medida que se estira. Esta precaución es a menudo descuidada, y m u y frecuentemente se expresan las fuerzas de tracción relacionándolas con la unidad de «finura» (en gp por denier) o (en gp por tex). E n algunas excepciones de las cuales volveremos a hablar, la curva de tracción representativa es raras veces una recta. A menudo se tiene una curva de forma variable, como consecuencia de que el comportamiento mecánico de la fibra no sea del todo elástico (fig. 3 ) . Una característica importante es la pendiente de la curva en su origen (tangente del ángulo a ) , que se expresa por el valor teórico de la

- 75

-

Ailongement

e l a rupture (en

Viscose nioyenne

2,5 a 3 1,5 1,3 als50,8

Acetite Vicara

a198

35 a 4 2

al92

15 a 12 a

191 a l 2

, Laine Soie Coton

1,2a1,7 2,8a5,0 2+6

Zr4a 4

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6ó7

595

a25

21

?e 995a16 14 1 2 a 19

i a i ? 6 14 a 20

56 27 a 45 2 6 a 8 0 56a16í1 31 a

4 a 8

125

125/158

9 23

14 a 35 30 a 40 30 a 40

a20

a 30 a

30

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30 35 50

30

a 13 a 20

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4.

1 a 3

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!

I

-- Laice Coton -- Nylon Sole 5 - Terylene 6 - 0,rlon 7 - Polythene 8 - RhovyL 9 - Viscose 17 - Acrtate 18 - Vicara 19 - Verre 1 2

l

3 4

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10 15 :o

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30 3r 40 45 50

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I

carga c o r r e s p o n d i e n t e a l 100 % de a l a r g a m i e n t o si la c u r v a p e r m a n c .cierra recta desde e l p r i n c i p i o : De esta m a n e r a s e t i e n e el « m ó d u l o de e l , a s t i c i d a d » , d e t e r m i n a d o p o r e x t r a p o l a c i ó n y e x p r e s a d o en f u e r z a p o r mm2.

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Ailgt nipturelw de C Fig. 2

I

Fig. 3

U n comportamiento perfectamente elástico de la materia se tradujo entonces por dos hechos simultáneos. a ) -el

módulo de elasticidad es invariable durante todo e l tiempo de tracción.

b) -la

curva de recuperación que expresa la fuerza de tracción e n función del alargamiento cuando se relaja esta tracción, se confunde con la curva de tracción.

U n comportamiento tal, es el de u n filamento de caucho por debajo del limite de elasticidad. Es u n caso extremo, representado en la práctica solo por las fibras de vidrio. Generalmente, la curva de relajación no sigue la curva de tracción. A l interrumpir la tracción sobre la fibra antes de la rotura, se observan dos casos principales de comportamiento (figs. 4 y 5)

i:: A I I ~ ~

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Fig. 4

,

tr=

0 . L Y

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Fig. 5

Fig. 6

En e l primero, existe una histéresis, pero a l anularse la tracción, la fibra vuelve a adquirir su longitud inicial (fig. 4). Se tiene entonces un proceso de comportamiento «compl~etarnente elástico)). E n el segundo caso la fibra estirada hasta u n alargamiento de x % recupera instantáneamente una parte xy de su alargamiento inicial (re-

- 77 -

cuperación elástica instantánea) cuando la fuerza de tracción se vuelve d e nuevo nula, después, más lentamente, una segunda parte yz de este alargamiento (recuperación elástica retardada), para dejar subsistir una cierta cantidad oz de alargamiento que no será ya recuperada s i la fibra permanece e n las mismas condiciones (Alargamiento permanente), (fig. 5).

E l estudio teórico de estos diferentes casos ha sido hecho utilizando modelos mecánicos, más o menos complicados, usando diferentes combinaciones de resortes y de pistones ranurados en cilindros llenos de 1íquidos viscosos, de los que el más simple está representado por la fig. 6. Estos trabajos h a n permitido demostrar que el comportamiento mecánico de la mayoría de las fibras textiles es del tipo «viscoso-elástico» y numerosas teorías h a n sido elaboradas paia explicar c s ~ ecompartdmierito. No es nuestro propósito criticar estas teorías diversas Consideremos de ellas, solamente, que ciertos elementos de la estructura se deforman de una forma puramente elástica, mientras que otros lo hacen de unc] manera puramente plástica Correspondiendo la combinación de ambos a la noción de «visto-elasticidad)) Las proporciones relativas de «recuperación elástica instantánea)), dc ((recuperación elástica retardada» y de «alargamiento permanente» difieren, para una misma fibra, según el valor de alargamiento inicial con el cual*se haya procedido. Difieren igualmente según las diferentes fibras. U n trabajo precursor m u y importante fué el realizado por SUSICH \r BACKER (Tensile Recovery Behavior of Textile Fibers) para determinar, sobre u n gran número de tipos de fibras, las proporciones citadas de los tres tipos de recuperación a l alargamiento inicial en función del porcentaje de alargamiento inicial. Los resultados se representan por diagramas tales como los de la fig. 7, que corresponden, por ejemplo, a l comportamiento de la seda.

Fig 7

a)

-

si se impone una carga d e 34 g/tex, se recupera instantáneamente el 50 % de la deformación, luego lentamente alrededor del 30 % y queda u n 20 % permanente.

b) - si se estira a l 10 % de la longitud inicial. se recupera instantáneamente el 40 % del alargamiento inicial, luego lentamente se recupera otro 40 0/, y queda u n 20 % de deformación permanente. Hemos elegido a propósito la seda como ejemplo, porque desde u n principio, esta fibra fué escogida como modelo de comportamiento mecánico para las nuevas fibras sintéticas. Más tarde, este modelo pasó a ser la lana para todo lo relativo a los tejidos para vestir. La seda fué escogida acertadamente. Esta fibra, que había conquistado u n lugar preponderante en la selección natural, presenta sin duda alguna, u n cierto número de pequeños defectos, pero satisface por su comportamiento general las aspiraciones de una mayoría de consumidores. de tal manera que los criterios de este comportamiento pueden conservarse e n justicia para caracterizar lo que hemos llamado una «buena» fibra textil. Por otra parte es conveniente resaltar que las fibras sintéticas que son universalmente reconocidas como las más valiosas: las poliamidas, los poliésteres del tipo «Terylene», y los poliacrilonitrilos, tien e n u n comportamiento mecánico m u y parecido a l de la seda. No tienen los mismos defectos; por el contrario, tienen otros Aparte de este comportamiento dinamométrico de extensión lenta, se tiene en cuenta otro tipo de comportamiento, importante para ciertos usos. Es el comportamiento bajo fuerzas «brutales», es decir, ejercidas a gran intensidad durante u n período de tiempo m u y corto (características de «shock»). Los trabajos a este respecto, son a ú n parciales e iricompletos y las teorías inconsistentes.

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Fig. 8

Fig. 9

- 79

-

En u n orden de ideas similar, el comportamiento mecánico bajo un2 extensión fija y limitada, pero durante u n tiempo prolongado, ha sido también objeto de trabajos muy importantes. Es una propiedad de gran importancia, que pone en evidencia las capacidades de «fluencia» de las fibras. Se debe tener en cuenta, en efecto, que las fibras están sometidas a estas condiciones en los tejidos. 3.3.2. - Además del comportamiento de las fibras bajo los esfuerzos de tracción rectilínea, hay que considerar su comportamiento cuando las fuerzas aplicadas no tienen una dirección común, sino por el contrario, son paralelas. Para volver a su forma y a su posición definitiva en el hilo, y más tarde e n el tejido, las fibras son sometidas a pares de flexión, de torsión o de corte (fig. 8). Así pues, es necesario definir su comporttamiento baio estos diferentes tipos de esfuerzo, cosa que ya ha sido hecha por varios autores. Podemos formarnos una idea con sólo analizar la curva carga/ alargamiento. En efecto, podemos ver en los esquemas de las figuras 8 y 9 que la aplicación de un sistema de fuerzas a una fibra se traducirá por la deformación de ésta, en tal forma que ciertos elementos de la estr~ictura se desplazarán con relación a otros. Las partes deformadas de la fibra estarán en u n estado de alargamiento relativo en relación a las partes no deformadas. Este alargamiento relativo corresponderá en la curva carga/alargamiento, a u n punto particular m del eje de las abscisas,

Fig.

10

y a un trabajo de deformación correspondiente a la integral de esta curva entre O y el punto de abscisas (área de la superficie sombreada de la fig. 10). Diferentes tipos de esfuerzos a los cuales estl sometida una fibra.

TRACCIOK. Algunos elementos son atraídos e n una dirección, otros, en otra, siendo la dirección del esfuerzo paralela al eje de la fibra.

FLEXION. Los esfuerzos constituyen u n sistema de fuerzas paralelas y de sentido contrario aplicadas en una dirección perpendicular ad eje de la fi-

bra. Según e l valor del radio de curvatura, la deformación es variable. Durante esta deformación, lus elementos exteriores de la curvatura est á n sometidos a esfuerzos de tracción e n relación a los situados sobre e l eje mientras que los interiores a la curvatura están sometidos a esfuerzos de compresión. TORSION. Unos pares son aplicados a las dos extremidades de la fibra ortogonalmente a su eje, y en sentido contrario. Los elementos situados sobre una generatriz del cilindro son alargados con relación a los que están situados sobre e l eje. CORTE. c o r t e lransversal, Corte longitudinal. U n p a r se aplica o bien perpendicularmente a l eje (corte transversal); o bien paralelamente a l eje (corte longitudinal). Los elementos eritre los puntos de aplicación de las fuerzas se alargan tanto como los puntos de aplicación se desplacen uno con relación a l otro. E l trabajo que las partes deformadas de la fibra podrán a ú n realizar antes de la rotura está explicada por el área mMXx. Este razonamiento es desgraciadamente solo cualitativo, y en la práctica se limita a determinar diferentes aarámetros tales como el módulo de flexibilidad, la rigidez de torsión, etc... Pero permite sostener ciertos razonamientos con tendencia a asociar el comportamiento de los tejidos y las propiedades mecánicas de las fibras que los constituyen, Puede, por ejemplo, permitir explicar lo que e l «tacto» de u n tejido y cómo los diferentes elementos de la curva carga/alargamiento pueden intervenir en esta propiedad t a n particular. E n fin, este razonamiento es perfectamente aplicable a u n hilo y a u n tejido, , , teniendo en cuenta dos observaciones. La primera consiste en precisar que, entre los elementos de esta curva carga/alargamiento, algunos tienen u n carácter adicional, teniendo otros u n carácter invariable, cuando se considera que los esfuerzos mecánicos son aplicados no sólo a una fibra, sino a u n conjunto de fibras (fig. 8). Sean dos fibras idénticas sujetas a una mordaza fija F de u n dinamómetro, con sus extremos móviles A y B ligados a l desplazamiento de la mordaza móvil del dinamómetro. Si se determina l a curva cargalalargamiento del sistema resultante de las dos fibras paralelas, se notará que:

1.9 - la carga de rotura del sistema es e l duplo de la carga de rotura de una fibra: xX'

= 2.xX

2.9 - e l alargamiento a la rotura del sistema es el mismo que el de una sola fibra.

Si en este punto se impone una deformación idéntica a cada fibra (aquí: una flexión a 180°, de sección de curva r ) , se puede admitir, e n primera aproximación, q u e para adquirir esta nueva posición, las partes exteriores d e la curvatura se alargarán e n relación a las partes interiores. La deformación gradual a medida que se va del interior hacia e l 100 d exterior alcanza u n máximo de alargamiento relativo igual a r para las partes más externas, pero se puede admitir que para el conjunto de la fibra a este respecto, la deformación media equiva1,e a u n alargamiento && igual para las dos fibras. Si se efectúa una tracción sobre una fibra, la carga de rotura que se vaya entonces a medir será menor. De hecho, la energía de rotura con la que se habrá de trabajar corresponderá a l área mMXn, con u n nuevo alargamiento de rotura igual a mx. con-dos fibras se comprobará de nuevo que, si la carga de rotura medida se h a vuelto doble, el alargamiento a la rotura del sistema es el mismo, que para una fibra. La segunda observación se relaciona con el hecho de que u n tejido es u n conjunto bastante regular de fibras que se obtiene repitiendo una y otra vez las mismas operaciones. A partir de u n tejido absolutamente homogéneo en su contextura desde el nivel fibra, se desemboca e n una concepción «diferencial», según la cual, si se sigue una dirección dada e n el plano del tejido (o en u n plano paralelo), se encontrará en cada hilo, siempre la misma porción de una fibra, que se deformará de !a misma manera. Esta porción d e fibra soportará, pues, una fracción del esfuerzo impuesto a l tejido que corresponderá a l esfuerzo total dividido por el número de los elementos diferenciaIes afectados por este elemento. Se podrá entonces representar el comportamiento del conjunto de los conjuntos de los elementos homólogos del tejido mediante u n diagrama análogo a la curva carga/alargamiento de una fibra; para lo cual se lleva a l eje de las abcisas la cantidad relativa de deformación, que es invariable y a las ordenadas, la carga resultante de todos los vectores aplicadas a los elementos diferenciales idénticos (fig. 9).

-

3.3.3. - Principio general. Este razonamiento, más fácil de comprender que de explicar, corresponde a una noción general m u y importante en lo que respecta a las relaciones entre estructura y propiedades mecánicas: «En orden decreciente desde la estructura del tejido» a la ,de la macromolécula, el comportamiento mecánico de u n elemento de la «estructura» dependenrá: "l." - de las propiedades intrínsecas de los elementos que pertenecen a l nivel inmediatamente inferior.

"2.9 - de la organización geométrica de estos elementos, unos en relación con otros. Las propiedades del tejido dependen de las propiedades intrínsecas de los hilos que lo constituyen y de la contextura que define la forma de disposición de los hilos entre ellos. Las propiedades de una fibra son la resultante de las propiedades de sus elementos de la macroarquitectura (capas, paredes, células) y de la construcción geométrica de esta macroarquitectura. Y así, hasta la macromolécul~a, para la cual, como ya veremos, las propiedades dependen de las del origen y organización geométrica de las «causas» a lo largo de la macromolécula.

3.2. --

Propiedades de calidad de las fibras textiles.

3.2.1.

- Modo de utilizarlas y calidades textiles desde el punto de vista propiedades mecánicas.

Las prapiedades «de calidad» son las que la fibra debe presentar para q u e e l tejido sea capaz de asumir lo mejor posible el uso a l cual se destina. Pueden corresponder desde u n principio a unos valores específicos de las propiedades que acabamos de ver. Por ejemplo, algunos empleos requieren fibras de alto módulo inicial, otras, por el contrario, u n módulo más bajo, con u n abargamiento de rotura mayor. Si nos referimos a las propiedades de las fibras naturales, es evidente que la lana, seda, algodón, lino, cáñamo, tienen especialísimos destinos, a ú n más sobresalientes si nos colocamos en el terreno industrial. Resulta difícil pensar hacer una cuerda de lana, o de algodón. Lo mismo para fibras relativamente próximas como el lino y el algodón, la experiencia -y la teoría- demuestran que, en los empleos clásicos de estas dos fibras, como la lencería, e l uso a que estén destinadas debe regular la elección del tipo de fibra a utilizar. La fibra de lino, de carga de rotura elevada pero de alargamiento pequeño a la rotura se utilizará preferentemente para los artículos que se alabeen a la extensión o a l reventamiento, pero sin plegado, mientras que e l algodón, gozando de u n alargamiento a la rotura más elevado -quedando aceptable la carga de rotura- será utilizado para artículos frecuentemente sometidos a repetidos plegados. No se puede decir que una de estas fibras es superior a la otra, pues esto depende únicamente del punto de vista que se observe. E n trajes y vestidos, se tendrá en cuenta en gran escala, el autod,esarrugado que va m u y unido a la recuperación elástica retardada de la fibra. 3.2.1.1.

- Influencia del calor.

Por iiltimo, siempre desde el punto de vista de las propiedades mecánicas, será a veces necesario, para juzgar el valor de empleo de la fi-

bra, tener en cuenta la variación de la curva carga/alargamierito cn furición de la temperatura. El rayón de alta tenacidad (rayón H. T.) puede ser usado e n la cubierta de los neumáticos, pues mantiene intactas sus propiedades a temperaturas de 130-140" a las que se hallan sometidas cuando e l neumático trabaja.

3.2.1.2. - Influencia del agua. Dentro del mismo orden de ideas, nos esforzamos a menudo en considerar la acción del agua sobre las propiedades mecánicas. No h a y que señalar aquí la importancia del agua, siendo considerable el número de trabajos que h a suscitado. Su acción se ejerce en diversos campos y bajo formas diferenta Frente a las propiedades mecánicas, el agua juega u n papel de plastificante, tanto más marcado por cuanto penetra mejor y en mayor cantidad en la estructura de las fibras. Salvo en el caso de las fibras naturales de celulosa( caso m u y particular, puesto que sólo estas fibras tienen una carga dle rotura más elevada en estado húmedo que en su estado seco, el agua obra como plastificante disminuyendo el módulo inicial y la carga de rotura y aumentando el alargamiento a la rotura. No obstante, esta influencia puede variar según el grado de polimerización y las variaciones de estructura a los diferentes niveles. Esta acción es además m u y compleja y varía notablemente si se considera el agua en estado de vapor o en estado líquido. Deberemos, pues, estudiar la influencia del agua e n todos los estados de la estructura, pues e n cada uno de ellos, el papel del agua será diferente según el estado en e l cual se encuentre: dentro de la escala macromolecular, el agua actuará basada en !os fenómenos de «recuperación de humedad»; e n :a la escala fibrilar, el agua actuará tanto bajo forma de vapor, como bajo forma líquida -o condensada-. E n l a escala fibra, el agua intervendr8. como en el estado vapor, sobre la estructura superficial de las fibras para modificar su resistencia superficial a los frotamiento o bien intervendrá -n estado líquido por las acciones capilares. La capacidad de absorción del agua bajo diferentes estados n o actiia sólo sobre las propiedades mecánicas. Otras cualidades textiles entran e n juego y, como en otros terrenos, la absorción del agua tendrá una importancia variable según las propiedades de empleo del artículo. Así, la fijación del agua a l estado de vapor en las partes hidrófilas de la estructura química se hace mediante cambios térmicos que juegan u n importante papel en las cualidades de «confort» de los tejidos. El calor desprendido por la formación de una interacción hidrógeno entre una molécula de agua y una parte hidrófila regula el calor d e hurncctación. Por el contrario, la capacidad de absorción del agua y la facilidad de retención de la misma, será una cualidad o u n defecto segUn el uso del artícuIo: cualidad e n el caso de una toalla (o de una arpillera), ze transforma en defecto si se considera el lavado o limpieza de los artículos (rapidez de secado).

Frente a unas propiedades eléctricas, el agua ejercerá también u n «doble juego»: benéfico cuando su presencia disminuya los fenómenos de electrización; perjudiciales cuando se consideren las cualidades dieléctricas en los aislantes. Por último, la penetración del agua en los tejidos o e n las fibras será importante en numerosas operaciones de la manutención textil (ensimajes: tintes, encolajes, aprestos).

3.2.2. - Otras propiedades «de calidad». - Comportamiento frente a unos factores que intervienen e n el curso de la utilización. Es difícil citar todas las propiedades que entran en juego cuando se juzga la calidad de una fibra determinada frente a u n empleo dado. Deberemos limitarnos a citar las principales, considerando los principales factores físicos, químicos o biológicos a los que están sometidos los artículos textiles: 3.2.2.1. - Calor: Además de la modificación de las propiedades mecánicas, el comportamiento de las fibras textiles el calor interviene en diversas propiedades. E n lo que concierne a la producción de fibras, la existencia de diferentes estados de la materia del polímero regula la facilidad de obtención de fibras por extrusión en estado fundido y condiciona las operaciones de acabado de los hilos o de los tejidos. El calor actúa en ambos casos liberando a todas o parte de las macromoléculas de las fuerzas de interacción que las unen entre sí, favoreciendo así, su libre juego. Por debajo del punto de fusión (cuando exista), se notan diferentes temperaturas en las que ciertas propiedades reguladas por la cohesión intermolecular son modificadas: coeficiente de dilatación cúbica, coeficiente de conductibilidad térmica, facilidad de fluencia. Estas temperaturas de transición de diversos estados (llamados equivocadamente: temperatura de transición de segundo orden) son de importancia en lo que se rebere a las propiedades de fluencia del material, que entran e n juego en el termofijado (pre- y post-fijado) y en los procesos de «texturización» de los hilos (BANLON, HELANCA, etc.). El punto de fusión debe considerarse en la fabricación de la fibra. No debe ser demasiado elevado, n i demasiado bajo y puede observarse que algunas materias como los poliureas no tuvieron éxito textil, por cuanto que el hombre no supo fabricar u n polímero que fundiese por debajo de 300°. El URYLON (polinonametileno Úrea) funde hacia los 260' Además, existe una estrecha relación, como ya veremos, entre el punto de fusión, las temperaturas de transición y las propiedades mecánicas. Estos parámetros son de importancia capital. E n presencia de aire, la acción del calor se manifiesta e n otras propiedades de empleo, que conciernen a la resistencia a la oxidación. Esta puede traducirse por fenómenos de amarilleamiento nocivos, o en ciertos casos, por la facilidad más o menos grande de inflamación. Algunas aplicaciones exigen unos textiles insensibles a la acción del calor.

En el mismo orden de ideas, la resistencia a la degradación por la luz es una propiedad ,de uso importante. Aunque se conocen sus manifestaciones cual,itativamente, es más difícil relacionar la influencia de l a luz con las variaciones de estructura. 3.2.2.3. - Electricidad. Las cualidades de aislante eléctrico de las fibras son m u y variables, pero intervienen en diversas propiedades ligadas a la elaboración de los tejidos o a sus cualidades de uso. La conductibilidad eléctrica, la capacidad dieléctrica, son importantes en los fenómenos de electrización de las masas de fibras y regulan cierto número de propiedades de los tejidos como el empolvado, el manchado, la facilidad de limpieza, etc ...

3.2.2.4. - Resistencia a los agentes químicos o biológicos. Ciertas propiedades de empleo están relacionadas con la resistencia n estos agentes de degradación. No es necesario insistir sobre este punta, pues se concibe q u e se trata, la mayoría de las veces, de casos específicos. En lo que concierne a la resistencia química, conviene hacer notar u n hecho m u y importante: las reacciones químicas que intervienen entre pequeñas moléculas están aquí completamente perturbadas por el hecho de que se trata de macromoléculas organizadas en estructuras compactas y poco penetrables. Nos encontramos en este punto con u n concepto nuevo: la reacción «topoquímica» que supone que una macromolécula polifuncional por construcción, actuará sólo m u y raramente en el conjunto de sus funciones. Además de la reactividad propia de cada función a lo largo de la cadena que se rige por la naturaleza química de esta función y su estereoquímica (impedimento estérico), la accesibilidad propia de cada fiinción determinará la velocidad y la extenqión de la reacción química en cuanto a la macromolécula entera, y esta accesibilidad depende de la estructura fibrilar y macromolecula~r. Para terminar este largo preámbulo, nos queda a ú n por citar algunas propiedades de los tejidos de naturaleza muy sutil y sobre los cuales n o se poseen más que unos pocos datos aisla*dos Son propiedades subjetivas, tales como el «tacto» «caáda», «calidad» «el brillo» donde el juicio del observador cuenta, en gran parte. Pero en estas propiedades, es evidente que la estructura de los tejidos juega u n p a n papel y por ello nos referiremos a este punto más adelante.

4. - PLAN D E ESTUDIO DE LAS RELACIONES ENTRE ESTRUCTURA Y PROPIEDADES TEXTILES. Por la brevedad de este cursillo, no es posible entrar en detalle de los fenómenos. Por otra parte, considerando el estado a c t ~ i a lde nuestros

conocimientos, e l «detalle» correspon~de siempre a u n caso particular, por lo que se hace necesario separar las «líneas de fuerza» de las relaciones entre estructura y propiedades textiles. Nos limitaremos, pues, e n establecer estas líneas de fuerza, e n considerar las principales clases de fibras y sus principales propiedades. A tal objeto, comparemos una y otra vez los conceptos que figuran e n la tabla siguiente con los principales estado de la estructura: -- macromolécula - conjunto de macromoléculas - fibrilla - fibra - hilo o tejido.

5. - RELACIONES ENTRE ESTRUCTURA Y PROPIEDAD E N LA ESCALA DE LA MACROMOLECULA. I,a pregunta principal que nos hacemos sobre este punto es la siguiente: